KR20140033540A - System and method for spot led lighting beamforming - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a beam-forming system and a method for a spot LED lighting and, more specifically, to a beam-forming system and a method for a spot LED lighting comprising a LED array which is consisted of more than two LED light sources having characteristic code of their own and plays a role as an illumination source and a transmission source of information through the visible light, wherein a spot visible light transmission unit capable of adjusting an illumination direction primarily adjusts the illumination direction based on position information of a human body, and secondly enhances the output of the LED light source having the unique characteristic code among the LED array based on the response information of an external terminal device. [Reference numerals] (31) Infrared sensor; (32) Ultrasonic sensor

Description

스폿 ＬＥＤ 조명 빔포밍 시스템 및 방법{System and method for spot LED lighting beamforming}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to spot LED illumination beam forming systems and methods,

본 발명은 스폿(spot) LED 조명 빔포밍 시스템 및 방법에 관한 것으로서 구체적으로는, 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(array)를 구비하되 조명방향의 조정이 가능한 스폿 가시광 송신부가 인체의 위치정보에 근거하여 일차적으로 조명방향을 조정하고, 외부 단말장치의 응답정보에 근거하여 이차적으로 LED 어레이 중 특정 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화하는 것을 특징으로 하는 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a spot LED illumination beamforming system and method, and more particularly, to a system and method for spot LED illumination beamforming that are composed of two or more LED light sources each having its own unique code and serve as a light source and a source of information through visible light A spot visible light transmitter having an LED array and capable of adjusting the illumination direction adjusts the illumination direction on the basis of the position information of the human body, and based on the response information of the external terminal device, To a spot LED illumination beamforming system and method.

LED(Light Emitting Diode) 가시광 통신은 고효율이면서도 친환경적인 LED 조명을 이용하여 무선 통신을 구현하는 기술로서, LED 조명이 널리 쓰이게 되면서 함께 발전하고 있다. LED 소자는 고속응답특성을 가지고 있어 이를 활용해 가시광 통신을 수행할 경우 대용량 데이터의 송신도 가능하며, 주파수 할당 문제나 인체에의 유해성 문제 등도 없을 뿐만아니라 보안성도 우수하여 그 활용방안에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.LED (Light Emitting Diode) LED is a technology that realizes wireless communication by using LED lighting which is highly efficient and environmentally friendly, and is being developed together with widespread use of LED lighting. LED devices have high-speed response characteristics and can transmit large-capacity data when performing visible light communication by using them. Also, there is no problem of frequency allocation or harmfulness to human body, It is actively being done.

구체적으로 조명용으로 사용되는 LED를 무선통신의 AP로 사용하여 실내외의 단거리 통신 인프라로 활용하는 방안에 관한 연구는 어느 정도 이루어져 있는 상황이다. 다만, LED 조명을 이용한 가시광 통신의 경우 송신단과 수신단 사이에 가시광의 경로가 다중경로로 형성되는 문제점이 지적되고 있다. 따라서 LED 조명을 이용한 고속 대용량 가시광 통신의 구현을 위해서는 멀티패스(multipath)채널 환경의 극복이 요구되고 있다.
More specifically, there have been some studies on the use of LEDs for illumination as short-distance communication infrastructures for indoor and outdoor use as APs for wireless communications. However, in the case of visible light communication using LED illumination, it has been pointed out that a path of visible light is formed in a multi-path between a transmitting end and a receiving end. Therefore, it is required to overcome a multipath channel environment in order to realize high-speed, large-capacity visible light communication using LED illumination.

한편, 빔포밍(beamforming) 기술은 이동통신에서 개발된 기술로서 여러개의 안테나 어레이(array)에서 각 안테나 패스마다 고유의 위상계수를 곱해주는 방법을 통해 특정 단말기의 방향으로 안테나 빔을 형성시키는 기술이다. 이러한 빔포밍 기술을 통해 신호의 SNR(Signal to Noise Ratio)를 증가시켜 통신의 효율을 높일 수 있다.Meanwhile, a beamforming technique is a technique developed in mobile communication, in which an antenna beam is formed in a direction of a specific terminal through a method of multiplying an inherent phase coefficient by each antenna path in a plurality of antenna arrays . This beamforming technique can increase the SNR (Signal to Noise Ratio) of the signal and improve the communication efficiency.

가시광을 이용한 무선통신에서 기존 이동통신에 사용되는 빔포밍 기술을 그대로 적용하는 것은 어려우나 송신측에서 수신측으로 빔이 형성되도록 하는 개념을 기초로 가시광의 성질에 적합한 빔포밍 기법을 개발할 여지가 있다.
It is difficult to apply the beam forming technique used in existing mobile communication in the wireless communication using visible light. However, there is a possibility to develop a beam forming technique suitable for the property of visible light based on the concept of forming the beam from the transmitting side to the receiving side.

본 발명은 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(array)를 구비하되 조명방향의 조정이 가능한 스폿(spot) 가시광 송신부가 인체의 위치정보에 근거하여 일차적으로 조명방향을 조정하고, 외부 단말장치의 응답정보에 근거하여 이차적으로 LED 어레이 중 특정 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화하는 것을 특징으로 하는 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention relates to an LED array having two or more LED light sources each having its own unique code and serving as an illumination source and a source of information through visible light, Characterized in that the visible light transmitting unit first adjusts the illumination direction based on the position information of the human body and secondarily strengthens the output of the LED light source having a specific inherent code of the LED array based on the response information of the external terminal device It is an object of the present invention to provide an illumination beam forming system and method.

전술한 과제의 해결을 위하여 본 발명은 「각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(array)를 구비하되, 조명방향의 조정이 가능한 스폿(spot) 가시광 송신부; 외부에서 전송되는 가시광을 수신하여 정보를 검출하는 가시광 수신부; 인체를 일차적으로 감지하는 적외선 센서, 상기 적외선 센서가 인체를 감지한 경우 작동을 시작하여 인체의 재감지와 추적을 수행하는 초음파 센서를 구비하고, 인체의 위치정보를 생성하는 감지부; 및 상기 감지부가 생성한 인체의 위치정보를 상기 스폿 가시광 송신부로 전송해주는 전송부;를 포함하며, 상기 스폿 가시광 송신부는 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보를 근거로 일차적으로 조명방향을 조정하고 상기 LED 어레이의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 하되, 외부 단말장치가 상기 정보를 수신하여 수신감도가 가장 좋은 고유코드를 알려주는 응답정보를 송신하면 상기 가시광 수신부는 이를 수신·검출하여 상기 스폿 가시광 송신부로 전달하고, 상기 스폿 가시광 송신부는 상기 응답정보가 알려주는 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화하도록 구성된 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템.」을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an LED array comprising two or more LED light sources each having its own unique code and serving as an illumination source and a source of information through visible light, A spot visible light transmitter capable of adjusting the direction; A visible light receiver for receiving visible light transmitted from outside and detecting information; An infrared sensor for primarily sensing a human body; an ultrasonic sensor for starting operation when the infrared sensor detects a human body and performing redetection and tracking of the human body, and generating position information of the human body; And a transmitting unit for transmitting the position information of the human body generated by the sensing unit to the spot visible light transmitting unit. The spot visible light transmitting unit adjusts the illumination direction on the basis of the position information of the human body transmitted by the transmitting unit, Each LED light source of the LED array transmits information including its own code. When the external terminal device receives the information and transmits response information indicating the unique code having the best reception sensitivity, the visible light receiver receives The spot visible light transmitting unit is configured to enhance the output of the LED light source having a unique code that the response information indicates, " a spot LED illumination beam forming system configured to detect and transmit the detected spot light to the spot visible light transmitting unit.

이때, 상기 스폿 가시광 송신부는 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 근거한 일차적인 조명방향의 조정을 일정 시간 간격으로 반복하는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, the spot visible light transmitter repeats the adjustment of the primary illumination direction based on the positional information of the human body transmitted by the transmitter at predetermined time intervals.

한편, 상기 스폿 가시광 송신부는 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 근거한 일차적인 조명방향의 조정을 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 일정 범위 이상의 변동이 생긴 경우 반복하는 것을 특징으로 할 수도 있다.
The spot visible light transmission unit may repeat the adjustment of the primary illumination direction based on the positional information of the human body transmitted by the transmitting unit when the positional information of the human body transmitted by the transmitting unit changes more than a certain range .

또한, 본 발명은 「(a) 감지부가 인체를 감지하고 인체의 위치정보를 생성하는 단계; (b) 전송부가 상기 감지부가 생성한 인체의 위치정보를 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이를 구비하되, 조명방향의 조정이 가능한 스폿 가시광 송신부로 전송해주는 단계; (c) 상기 스폿 가시광 송신부가 상기 인체의 위치정보를 근거로 일차적으로 조명방향을 조정하고, 상기 LED 어레이의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 하는 단계; (d) 외부 단말장치가 상기 정보를 수신하여 수신감도가 가장 좋은 고유코드를 알려주는 응답정보를 송신하면 가시광 수신부가 이를 수신·검출하여 상기 스폿 가시광 송신부로 전달하는 단계; 및 (e) 상기 스폿 가시광 송신부가 상기 응답정보가 알려주는 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화하는 단계;를 포함하여 이루어지는 스폿 LED 조명 빔포밍 방법.」을 제공한다.According to the present invention, there is also provided a method of detecting a human body, comprising the steps of: (a) detecting a human body and generating position information of the human body; (b) an LED array which is composed of two or more LED light sources each having its own unique code and which serves as a light source and a source of information through visible light, To a spot visible light transmission unit capable of adjusting an illumination direction; (c) causing the spot visible light transmitter to primarily adjust the illumination direction based on the position information of the human body, and causing each LED light source of the LED array to transmit information including its own unique code; (d) when the external terminal device receives the information and transmits response information indicating the unique code having the best reception sensitivity, the visible light receiving unit receives and detects the response information and transmits the response information to the spot visible light transmitting unit; And (e) enhancing an output of the LED light source having a unique code that the spot visible light transmitting unit indicates by the response information. &Quot;

이때, 상기 스폿 LED 조명 빔포밍 방법은 상기 (e) 단계 이후 일정 시간 간격으로 상기 (c) 단계 내지 상기 (e) 단계가 반복하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, the spot LED illumination beam forming method may be repeatedly performed in steps (c) to (e) at predetermined time intervals after the step (e).

한편, 상기 스폿 LED 조명 빔포밍 방법은 상기 (e) 단계 이후 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 일정 범위 이상의 변동이 생긴 경우 상기 (c) 단계 내지 상기 (e) 단계가 반복하여 수행되는 것을 특징으로 할 수도 있다.
Meanwhile, in the spot LED illumination beam forming method, when the position information of the human body transmitted by the transmission unit after the step (e) fluctuates more than a certain range, the steps (c) to (e) It can also be a feature.

본 발명에 따른 스폿(spot) LED 조명 빔포밍 시스템 및 방법에 의하면 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(array)를 구비하는 스폿 LED 조명을 이용한 가시광 통신에 있어서 외부 단말장치와 최적의 통신의 위한 조명방향의 설정 및 LED 광원의 출력조절이 사람의 위치정보와 외부 단말장치의 응답정보를 기준으로 하여 효율적으로 도출되며, 결과적으로 고속 대용량 가시광 통신을 효율적으로 구현할 수 있게 된다.
According to the spot LED illumination beamforming system and method according to the present invention, an LED array (LED array), which is composed of two or more LED light sources each having its own unique code and serves as an illumination source and a source of information through visible light, The setting of the illumination direction for optimal communication with the external terminal device and the adjustment of the output of the LED light source are performed efficiently based on the position information of the person and the response information of the external terminal device As a result, high-speed, large-capacity visible light communication can be implemented efficiently.

[도 1]은 본 발명에 따른 스폿(spot) LED 조명 빔포밍 시스템의 블록 구성도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템의 일시시예의 작동예를 도시한 것이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 스폿 LED 조명 빔포밍 방법의 순서도이다.1 is a block diagram of a spot LED illumination beamforming system according to the present invention.
FIG. 2 illustrates an example of operation of a temporary example of a spot LED illumination beamforming system according to the present invention.
3 is a flowchart of a spot LED illumination beam forming method according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 스폿(spot) LED 조명 빔포밍 시스템 및 방법에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
In the following, a spot LED illumination beamforming system and method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[도 1]에는 본 발명에 따른 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템의 블록 구성도가 도시되어 있다.
1 shows a block diagram of a spot LED illumination beam forming system according to the present invention.

상기 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템은 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(array, 11)를 구비하고 있는 스폿 가시광 송신부(10), 가시광 수신부(20), 적외선 센서(31)와 초음파 센서(32)를 구비하는 감지부(30) 및 전송부(40)를 포함하여 구성된다.
The spot LED illumination beam forming system includes two or more LED light sources each having its own unique code, and is provided with an LED array (array) 11 serving as an illumination source and a source of information through visible light. A sensing unit 30 having a transmitting unit 10, a visible light receiving unit 20, an infrared sensor 31 and an ultrasonic sensor 32, and a transmitting unit 40.

상기 스폿 가시광 송신부(10)는 스폿 조명으로서의 역할과 동시에 가시광을 통한 정보의 송신부로서의 역할을 수행하는 부분이다. 상기 스폿 LED 가시광 광원부(11)는 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(11)를 구비하며, 조명방향의 조정이 가능하게 되어 있다.The spot visible light transmitting unit 10 serves as a spot light and serves as a transmitter of information through visible light. The spot LED visible light source unit 11 includes an LED array 11 composed of two or more LED light sources each having its own unique code and serving as an illumination source and a source of information through visible light, Adjustment is possible.

일반적으로 가시광 통신에 사용되는 가시광 송신부는 LED 광원부, 상기 LED 광원부를 구동하는 LED 구동회로, 상기 LED 광원부를 통해 송신될 정보를 변환하여 상기 LED 구동회로로 전달하는 신호변조부 및 상기 LED 구동회로를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다. 본 발명의 스폿 가시광 송신부(10)는 일반적인 가시광 송신부의 LED 광원부에 해당하는 부분이 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성된 LED 어레이(11)로 이루어지며, 상기 LED 어레이(11)가 조명방향의 조절이 가능한 스폿 조명에 구비되는 것을 특징으로 한다.In general, a visible light transmitting unit used for visible light communication includes an LED light source unit, an LED driving circuit for driving the LED light source unit, a signal modulator for converting information to be transmitted through the LED light source unit and transmitting the converted information to the LED driving circuit, And a control unit for controlling the control unit. The spot visible light transmitting unit 10 of the present invention comprises an LED array 11 composed of two or more LED light sources each having a unique code corresponding to an LED light source unit of a general visible light transmitting unit, And is provided in a spotlight capable of adjusting an illumination direction.

또한 상기 LED 어레이(11)의 LED 광원들은 각각 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하게 되어 있다. 이는 구체적으로 MAC 프로토콜 레벨에서 MAC 프로토콜의 시간할당에 있어서 설정통신을 수행할 때 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들의 고유코드를 송신하는 시간을 할당해 주는 방식으로 구현될 수 있다.
In addition, the LED light sources of the LED array 11 are adapted to transmit information including their own unique codes. This can be implemented in a manner that allocates a time for transmitting a unique code of each LED light source of the LED array 11 when performing setup communication in the time allocation of the MAC protocol at the MAC protocol level.

상기 가시광 수신부(20)는 외부에서 전송되는 가시광을 수신하여 정보를 검출하는 역할을 수행하는 부분으로서 통상적인 가시광 수신장치로 구성되면 된다. 통상적인 가시광 수신장치는 광신호를 검출하여 전기적인 신호로 바꾸어 주는 역할을 하는 PD(Photo Detector)로 구성되는 광수신부 및 상기 광수신부가 검출한 전기적 신호에서 수신정보를 복호하는 신호복조부를 포함하여 구성된다.
The visible light receiver 20 may be configured to receive a visible light transmitted from the outside to detect information, and may be a conventional visible light receiver. A conventional visible light receiving apparatus includes a light receiving unit formed of a PD (Photo Detector) serving to detect an optical signal and converting the optical signal into an electrical signal, and a signal demodulating unit decoding the received information in an electrical signal detected by the light receiving unit .

상기 감지부(30)는 인체를 일차적으로 감지하는 적외선 센서(31), 상기 적외선 센서(31)가 인체를 감지한 경우 작동을 시작하여 인체의 재감지와 추적을 수행하는 초음파 센서(32)를 구비하여 인체의 위치정보를 생성하는 부분이다. The sensing unit 30 includes an infrared sensor 31 for sensing a human body in a primary sense, an ultrasonic sensor 32 for starting operation when the infrared sensor 31 senses a human body and performing redetection and tracking of the human body And generates position information of the human body.

LED 실내조명 기반의 인체감지 기술로는 적외선 또는 초음파 기반의 기술이 쓰이고 있다. 적외선 센서로 인체를 감지할 경우 적외선 감지 방식의 특성상 지속 감지가 힘든 문제가 있는 반면 초음파 센서의 경우 음향 에너지 중에서 20KHz 전후의 주파수를 가지는 초음파를 이용하여 지속 감지가 가능하다. 그러나 초음파 센서의 경우 전력의 소모가 적외선 센서에 비하여 높은 단점이 있다. 본 발명에서는 적외선과 초음파를 함께 사용하면서 적외선 센서가 움직임을 감지한 경우에만 초음파 센서가 작동하도록 함으로써 전력 사용상의 효율성 확보와 객체에 대한 지속 감지의 수행이 모두 가능하도록 되어 있다.Infrared or ultrasound based technology is used as human body detection technology based on LED indoor light. In case of detecting the human body with the infrared sensor, continuous sensing is difficult due to the characteristic of the infrared ray detection method. On the other hand, in the case of the ultrasonic sensor, continuous detection is possible using ultrasonic waves having a frequency of about 20KHz in the acoustic energy. However, the ultrasonic sensor has a drawback in that the power consumption is higher than that of the infrared sensor. In the present invention, both the infrared ray and the ultrasonic wave are used together, and the ultrasonic sensor is activated only when the infrared sensor senses the movement, thereby ensuring efficiency in power usage and performing continuous sensing of the object.

구체적으로 본 발명에서 상기 감지부(30)는 적외선 센서(31) 및 초음파 센서(32)를 구비함으로서 상기 적외선 센서(31)가 일차적으로 인체를 감지하면 상기 초음파 센서(32)가 작동하여 동작의 지속감지를 수행하며 인체의 위치정보를 생성하도록 구성됨으로써 신뢰성 있는 인체의 위치정보를 효율적으로 얻을 수 있게 해준다.
More specifically, in the present invention, the sensing unit 30 includes an infrared sensor 31 and an ultrasonic sensor 32, so that when the infrared sensor 31 senses a human body, the ultrasonic sensor 32 is operated, And the position information of the human body is generated by performing the continuous sensing, thereby enabling to obtain the reliable position information of the human body efficiently.

상기 전송부(40)는 상기 감지부(30)가 생성한 인체의 위치정보를 상기 스폿 가시광 송신부(10)로 전송해주는 부분이다. 따라서 상기 전송부(40)는 상기 감지부(30) 및 상기 스폿 가시광 송신부(10)와 통신이 가능해야 하는데 통신 방식은 유·무선 어느 것이나 무방하다. 또한 상기 전송부(40)와 상기 감지부(30) 및 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 회로적으로 연결되어 있을 수도 있다.
The transmitting unit 40 transmits the position information of the human body generated by the sensing unit 30 to the spot visible light transmitting unit 10. Therefore, the transmitting unit 40 must be able to communicate with the sensing unit 30 and the spot visible light transmitting unit 10, and the communication method may be either wireless or wireless. In addition, the transmitter 40, the sensing unit 30, and the spot visible light transmitter 10 may be connected in a circuit.

상기 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템의 구체적인 작동과정은 다음과 같다.
The specific operation of the spot LED illumination beam forming system is as follows.

상기 감지부(30)가 인체를 감지하고 인체의 위치정보를 생성하면 상기 전송부(40)가 이를 상기 스폿 가시광 송신부(10)로 전송하게 된다. 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 상기 전송부(40)가 전송해주는 인체의 위치정보를 근거로 일차적으로 조명방향을 설정하고, 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 한다. 즉, 일단 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 자신이 송출하는 정보를 송신할 외부 단말장치를 소지하고 있는 사람을 기준으로 일차적인 조명방향을 설정하고 난 후에 그 사람이 소지하고 있는 외부 단말장치와의 최적의 통신환경 구현을 위해 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 하여, 외부 단말장치가 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들의 고유코드가 포함된 정보를 수신하게 하고, 외부 단말장치에 고유코드에 따른 수신감도의 차이 또는 수신감도가 가장 좋은 고유코드에 대한 피드백을 요청하는 것이다.When the sensing unit 30 senses a human body and generates position information of a human body, the transmitting unit 40 transmits the positional information to the spot visible light transmitting unit 10. The spot visible light transmitter 10 primarily sets the illumination direction on the basis of the positional information of the human body transmitted by the transmitter 40 and the LED light sources of the LED array 11 include their own codes Let the information be sent out. That is, once the spot visible light transmitting unit 10 sets the primary illumination direction on the basis of the person holding the external terminal device to transmit the information transmitted by the spot visible light transmitter 10, In order to realize an optimal communication environment, each LED light source of the LED array 11 transmits information including its own code, so that an external terminal device includes a unique code of each LED light source of the LED array 11 And requests the external terminal device for the feedback of the unique code having the best reception sensitivity or the difference in reception sensitivity according to the inherent code.

외부 단말장치가 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들의 고유코드가 포함된 정보를 수신하여 수신감도가 가장 좋은 고유코드를 알려주는 응답정보를 송신하면 상기 가시광 수신부(20)는 이를 수신·검출하여 상기 스폿 가시광 송신부(10)로 전달하고, 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 상기 LED 어레이(11)의 LED 광원들 가운데 상기 응답정보가 알려주는 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화한다.
When the external terminal device receives the information including the unique code of each LED light source of the LED array 11 and transmits the response information indicating the unique code having the best reception sensitivity, the visible light receiver 20 receives and detects The spot visible light transmission unit 10 enhances the output of the LED light source having a unique code indicating the response information among the LED light sources of the LED array 11.

상기 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템에서는 일차적으로 상기 감지부(30)가 생성한 인체의 위치정보를 근거로 상기 스폿 가시광 송신부(10)의 조명방향 기준이 설정된 상태에서 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성된 LED 어레이(array)의 빔포밍이 수행되게 된다. 따라서 스폿 LED 조명을 이용한 가시광 통신에 있어서 스폿 LED 조명과 외부 단말장치 간의 최적의 통신환경을 구축하는 것이 가능해진다.
In the spot LED illumination beam forming system, based on the positional information of the human body generated by the sensing unit 30, the spot illumination light beam forming system is provided with two or more Beamforming of an LED array composed of LED light sources is performed. Therefore, it becomes possible to establish an optimal communication environment between the spot LED illumination and the external terminal device in the visible light communication using the spot LED illumination.

한편, 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 상기 전송부(40)가 전송해주는 인체의 위치정보에 근거한 일차적인 조명방향의 조정을 일정 시간 간격으로 반복하거나 상기 전송부(40)가 전송해주는 인체의 위치정보에 일정 범위 이상의 변동이 생긴 경우 반복하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 같은 반복은 외부 단말장치를 소지한 사람의 위치에 변화가 있는 경우에도 지속적으로 최적의 통신 환경이 유지되도록 하기 위한 것이다.
The spot visible light transmitter 10 repeats the adjustment of the primary illumination direction based on the positional information of the human body transmitted by the transmitter 40 at a predetermined time interval or the position of the human body transmitted by the transmitter 40 And repeats the process when the information has a variation over a certain range. Such repetition is intended to maintain an optimum communication environment even when there is a change in the position of a person holding the external terminal device.

[도 2]에는 본 발명에 따른 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템의 일시시예의 작동예가 도시되어 있다.
FIG. 2 shows an example of the operation of the instantaneous example of a spot LED illumination beamforming system according to the present invention.

[도 2]의 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템은 스폿 가시광 송신부(10)와 가시광 수신부(20)가 일체로 구성되어 있고, 감지부(30)와 전송부(40)도 일체로 구성되어 있다. 상기 스폿 가시광 송신부(10)가 송출하는 정보를 수신할 외부 단말장치를 지니고 있는 사람의 접근을 상기 감지부(30)가 감지하고 위치정보를 생성한 것을 상기 감지부(40)가 상기 스폿 가시광 송신부(10)로 전송하였다. 상기 위치정보를 근거로 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 일차적으로 조명방향을 사람쪽으로 설정하였고, 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 한다. 외부 단말장치가 상기 정보를 수신하여 수신감도가 가장 좋은 고유코드를 알려주는 응답정보를 송신하면 상기 가시광 수신부(20)는 이를 수신·검출하여 상기 스폿 가시광 송신부(10)로 전달하고, 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 상기 LED 어레이(11)의 LED 광원들 가운데 상기 응답정보가 알려주는 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화한다.
In the spot LED illumination beam forming system of FIG. 2, the spot visible light transmitting unit 10 and the visible light receiving unit 20 are integrally formed, and the sensing unit 30 and the transmitting unit 40 are also integrally formed. The detection unit 40 detects that the sensing unit 30 senses approaching of a person having an external terminal device to receive the information transmitted by the spot visible light transmitting unit 10 and generates positional information, (10). Based on the positional information, the spot visible light transmitter 10 firstly sets the illumination direction to the human side, and allows each LED light source of the LED array 11 to transmit information including its own unique code. When the external terminal device receives the information and transmits response information indicating the unique code with the highest reception sensitivity, the visible light receiver 20 receives and detects the information and transmits the response information to the spot visible light transmitter 10, The transmitting unit 10 enhances the output of the LED light source having a unique code that the response information of the LED light sources of the LED array 11 indicates.

[도 3]에는 본 발명에 따른 스폿 LED 조명 빔포밍 방법의 순서도가 도시되어 있다.
3 shows a flowchart of a spot LED illumination beam forming method according to the present invention.

상기 스폿 LED 조명 빔포밍 방법은 [도 1]에 도시된 바와 같은 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템을 전제로 하며, 감지부(30)가 인체를 감지하고, 인체의 위치정보를 생성하는 단계로부터 시작된다((a) 단계). 상기 감지부(30)는 인체를 일차적으로 감지하는 적외선 센서(31), 상기 적외선 센서(31)가 인체를 감지한 경우 작동을 시작하여 인체의 재감지와 추적을 수행하는 초음파 센서(32)를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이렇게 감지부가 구성될 경우 상기 적외선 센서(31)가 일차적으로 인체를 감지하면 상기 초음파 센서(32)가 작동하여 동작의 지속감지를 수행하며 신뢰성 있는 인체의 위치정보를 효율적으로 생성하게 된다.
The spot LED illumination beam forming method is based on a spot LED illumination beam forming system as shown in FIG. 1, and the sensing unit 30 starts from the step of sensing the human body and generating position information of the human body (step (a)). The sensing unit 30 includes an infrared sensor 31 for sensing a human body in a primary sense, an ultrasonic sensor 32 for starting operation when the infrared sensor 31 senses a human body and performing redetection and tracking of the human body And the like. When the infrared sensor 31 senses the human body in the case where the sensing unit is configured as described above, the ultrasonic sensor 32 operates to continuously detect the operation and efficiently generate the position information of the reliable human body.

다음으로 전송부(40)가 상기 감지부(30)가 생성한 인체의 위치정보를 스폿 가시광 송신부(10)로 전송해주는 단계가 진행된다((b) 단계). 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 위에서 살펴본 바와 같이 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(11)를 구비하되, 조명방향의 조정이 가능하게 되어 있음을 전제로 한다. 한편, 상기 전송부(40)와 상기 감지부(30) 및 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 회로적으로 연결되어 있을 수도 있고, 유선 또는 무선 통신으로 연결되어 있을 수도 있다.
Next, the transmitting unit 40 transmits the positional information of the human body generated by the sensing unit 30 to the spot visible light transmitting unit 10 (step (b)). As described above, the spot visible light transmitting unit 10 includes an LED array 11 composed of two or more LED light sources each having its own unique code and serving as a source of illumination and a source of information through visible light, It is assumed that the illumination direction can be adjusted. The transmitting unit 40, the sensing unit 30, and the spot visible light transmitting unit 10 may be connected in circuit, or may be connected by wire or wireless communication.

다음으로 상기 스폿 가시광 송신부(10)가 상기 인체의 위치정보를 근거로 일차적으로 조명방향을 설정하고, 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하는 단계가 진행된다((c) 단계). 본 단계를 통해 상기 스폿 가시광 송신부(10)는 상기 인체의 위치정보를 근거로 기준이 되는 조명방향을 설정하고, 기준 조명방향에서 외부 단말장치와의 최적의 통신환경 구현을 위해 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 하여, 외부 단말장치가 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들의 고유코드가 포함된 정보를 수신하게 하고, 외부 단말장치에 고유코드에 따른 수신감도의 차이 또는 수신감도가 가장 좋은 고유코드에 대한 피드백을 요청하는 것이다. 따라서 스폿 조명을 이용한 가시광 통신에서 최적의 통신환경을 찾는데에 소요되는 시행착오를 현저히 줄일 수 있게 되고, 최적의 통신환경을 효율적으로 구축할 수 있게 된다.
Next, the spot visible light transmitting unit 10 firstly sets the illumination direction based on the position information of the human body, and each LED light source of the LED array 11 transmits information including its own unique code (Step (c)). In this step, the spot visible light transmitter 10 sets the reference illumination direction based on the position information of the human body, and controls the LED array 11 So that the external terminal device can receive the information including the unique code of each of the LED light sources of the LED array 11, And to request feedback on the difference in reception sensitivity according to the code or the unique code having the best reception sensitivity. Therefore, it is possible to remarkably reduce the trial and error required for finding the optimal communication environment in the visible light communication using the spot illumination, and to construct an optimum communication environment efficiently.

다음으로 외부 단말장치가 상기 LED 어레이(11)의 각 LED 광원들의 고유코드가 포함된 정보를 수신하여 수신감도가 가장 좋은 고유코드를 알려주는 응답정보를 송신하면 상기 가시광 수신부(20)가 이를 수신·검출하여 상기 스폿 가시광 송신부(10)로 전달하는 단계가 진행된다((d) 단계). 본 단계를 통해 상기 LED 어레이(11)의 LED 광원들 가운데 외부 단말장치에 가장 강한 감도로 정보를 전달하는 LED 광원이 판별되게 된다.
Next, when the external terminal device receives the information including the unique code of each LED light source of the LED array 11 and transmits response information indicating the unique code having the best reception sensitivity, the visible light receiver 20 receives (Step (d)) is carried out in the step of detecting and transmitting to the spot visible light transmitter 10. The LED light source for transmitting information with the strongest sensitivity to the external terminal device among the LED light sources of the LED array 11 is discriminated through this step.

마지막으로 상기 스폿 가시광 송신부(10)가 조명방향을 상기 응답정보가 알려주는 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화하는 단계가 진행된다((e) 단계). 본 단계를 통하여 상기 스폿 가시광 송신부(10)와 외부 단말장치 간에는 최적의 통신 환경이 구축되게 되어 고속 대용량 통신을 원활히 수행될 수 있는 조건이 갖추어지게 된다.
Finally, the spot visible light transmitting unit 10 enhances the output of the LED light source having the unique code that the response information informs the illumination direction (step (e)). Through this step, an optimum communication environment is established between the spot visible light transmitting unit 10 and the external terminal device, and conditions for high-speed and large-capacity communication can be smoothly performed.

한편, 상기 (e) 단계 이후 일정 시간 간격으로 상기 (c) 단계 내지 상기 (e) 단계가 반복하여 수행되거나 상기 (e) 단계 이후 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 일정 범위 이상의 변동이 생긴 경우 상기 (c) 단계 내지 상기 (e) 단계가 반복하여 수행될 수 있다. 이와 같은 반복은 외부 단말장치를 소지한 사람의 위치 변화에도 불구하고 지속적으로 최적의 통신이 수행되도록 하기 위한 것이다.
Meanwhile, if the steps (c) to (e) are repeatedly performed at predetermined time intervals after the step (e) or when the position information of the human body transmitted by the transmission unit after the step (e) The steps (c) to (e) may be repeatedly performed. Such repetition is intended to continuously perform optimal communication regardless of the positional change of the person holding the external terminal device.

이상에서 본 발명에 따른 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템 및 방법에 관해 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 살펴보았다. 그러나 첨부된 도면과 관련하여 설명한 실시예로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 설명한 실시예 외에도 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
In the foregoing, a spot LED illumination beam forming system and method according to the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described with reference to the accompanying drawings, and various modifications and variations are possible without departing from the gist of the present invention. It is therefore intended that the appended claims cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.

10: 스폿(spot) 가시광 송신부 11: LED 어레이(array)
20: 가시광 수신부 30: 감지부
31: 적외선 센서 32: 초음파 센서
40: 전송부10: Spot light source 11: LED array
20: Visible light receiver 30:
31: Infrared sensor 32: Ultrasonic sensor
40:

Claims (6)

각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이(array)를 구비하되, 조명방향의 조정이 가능한 스폿(spot) 가시광 송신부;
외부에서 전송되는 가시광을 수신하여 정보를 검출하는 가시광 수신부;
인체를 일차적으로 감지하는 적외선 센서, 상기 적외선 센서가 인체를 감지한 경우 작동을 시작하여 인체의 재감지와 추적을 수행하는 초음파 센서를 구비하고, 인체의 위치정보를 생성하는 감지부; 및
상기 감지부가 생성한 인체의 위치정보를 상기 스폿 가시광 송신부로 전송해주는 전송부;를 포함하며,
상기 스폿 가시광 송신부는 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보를 근거로 일차적으로 조명방향을 조정하고 상기 LED 어레이의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 하되, 외부 단말장치가 상기 정보를 수신하여 수신감도가 가장 좋은 고유코드를 알려주는 응답정보를 송신하면 상기 가시광 수신부는 이를 수신·검출하여 상기 스폿 가시광 송신부로 전달하고, 상기 스폿 가시광 송신부는 상기 응답정보가 알려주는 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화하도록 구성된 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템.
And an LED array which is composed of two or more LED light sources each having its own unique code and serves as a light source and a source of information through the visible light, ;
A visible light receiver for receiving visible light transmitted from outside and detecting information;
An infrared sensor for primarily sensing a human body; an ultrasonic sensor for starting operation when the infrared sensor detects a human body and performing redetection and tracking of the human body, and generating position information of the human body; And
And a transmitter for transmitting the positional information of the human body generated by the sensing unit to the spot visible light transmitter,
The spot visible light transmitter first adjusts the illumination direction based on the positional information of the human body transmitted by the transmitter and causes each LED light source of the LED array to transmit information including its own code, The visible light receiving unit receives and transmits the response information to the spot visible light transmitting unit, and the spot visible light transmitting unit transmits a unique code indicating the response information to the visible light receiving unit A spot LED illumination beam forming system configured to enhance the output of the LED light source.
제1항에서,
상기 스폿 가시광 송신부는 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 근거한 일차적인 조명방향의 조정을 일정 시간 간격으로 반복하는 것을 특징으로 하는 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템.
In claim 1,
Wherein the spot visible light transmitter repeats the adjustment of the primary illumination direction based on the positional information of the human body transmitted by the transmitting unit at predetermined time intervals.
제1항에서,
상기 스폿 가시광 송신부는 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 근거한 일차적인 조명방향의 조정을 상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 일정 범위 이상의 변동이 생긴 경우 반복하는 것을 특징으로 하는 스폿 LED 조명 빔포밍 시스템.
In claim 1,
Wherein the spot visible light transmitter repeatedly performs the adjustment of the primary illumination direction based on the position information of the human body transmitted by the transmitter when a variation of more than a certain range occurs in the position information of the human body transmitted by the transmitter. Forming system.
(a) 감지부가 인체를 감지하고 인체의 위치정보를 생성하는 단계;
(b) 전송부가 상기 감지부가 생성한 인체의 위치정보를 각각 자신의 고유코드를 가지는 2이상의 LED 광원으로 구성되어 조명원이자 가시광을 통한 정보의 송출원으로서의 역할을 수행하는 LED 어레이를 구비하되, 조명방향의 조정이 가능한 스폿 가시광 송신부로 전송해주는 단계;
(c) 상기 스폿 가시광 송신부가 상기 인체의 위치정보를 근거로 일차적으로 조명방향을 조정하고, 상기 LED 어레이의 각 LED 광원들이 자신의 고유코드를 포함하는 정보를 송출하도록 하는 단계;
(d) 외부 단말장치가 상기 정보를 수신하여 수신감도가 가장 좋은 고유코드를 알려주는 응답정보를 송신하면 가시광 수신부가 이를 수신·검출하여 상기 스폿 가시광 송신부로 전달하는 단계; 및
(e) 상기 스폿 가시광 송신부가 상기 응답정보가 알려주는 고유코드를 가지는 LED 광원의 출력을 강화하는 단계;를 포함하여 이루어지는 스폿 LED 조명 빔포밍 방법.
(a) sensing a human body and generating position information of the human body;
(b) an LED array which is composed of two or more LED light sources each having its own unique code and which serves as a light source and a source of information through visible light, To a spot visible light transmission unit capable of adjusting an illumination direction;
(c) causing the spot visible light transmitter to primarily adjust the illumination direction based on the position information of the human body, and causing each LED light source of the LED array to transmit information including its own unique code;
(d) when the external terminal device receives the information and transmits response information indicating the unique code with the best reception sensitivity, the visible light receiver receives and detects the response information and transmits the response information to the spot visible light transmitter; And
(e) enhancing an output of the LED light source having the unique code that the spot visible light transmitting unit indicates by the response information.
제4항에서,
상기 (e) 단계 이후,
일정 시간 간격으로 상기 (c) 단계 내지 상기 (e) 단계가 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스폿 LED 조명 빔포밍 방법.
5. The method of claim 4,
After the step (e)
Wherein the steps (c) to (e) are repeatedly performed at predetermined time intervals.
제4항에서,
상기 (e) 단계 이후,
상기 전송부가 전송해주는 인체의 위치정보에 일정 범위 이상의 변동이 생긴 경우 상기 (c) 단계 내지 상기 (e) 단계가 반복하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스폿 LED 조명 빔포밍 방법.5. The method of claim 4,
After the step (e)
Wherein the step (c) to (e) are repeatedly performed when the position information of the human body transmitted by the transmission unit fluctuates more than a predetermined range.
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